光—酶聯(lián)合用于木纖維脫木質(zhì)素新方法及工藝研究.pdf

1、利用木質(zhì)纖維轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇是解決能源問題的有效途徑之一。目前，木質(zhì)纖維轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)難點(diǎn)之一是如何有效去除木質(zhì)素，以提高纖維素轉(zhuǎn)化效率。
　　 根據(jù)木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性特點(diǎn)，本論文研究探討將葉綠體光反應(yīng)系統(tǒng)的高度氧化活性和光能高效利用機(jī)制用于木質(zhì)素氧化降解的可行性和工藝條件，尋找新的木質(zhì)素降解方法，并初步探討其作用機(jī)制。首先，從植物光合作用組織中分離光反應(yīng)酶系統(tǒng)，觀察其對木質(zhì)素的降解作用，并對其作用條件進(jìn)行優(yōu)化。然后，

2、在其優(yōu)化作用條件下，考察某些金屬離子、小分子物質(zhì)、光照等因素對光反應(yīng)酶系統(tǒng)降解木質(zhì)素效率的影響，分析探討其作用機(jī)制；最后，對光反應(yīng)酶與漆酶、H2O2、TiO2等化學(xué)物質(zhì)聯(lián)合降解木質(zhì)素的效率進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明：
　　 (1)植物光反應(yīng)酶系統(tǒng)可有效降解木纖維中的木質(zhì)素，其降解作用的適宜條件為pH6.0、45℃，光促降解3h，每1mg酶蛋白作用于1.50g構(gòu)樹木纖維，木質(zhì)素降解率為24.02％，殘?jiān)w維素溶出量92.65mg/g；

3、光反應(yīng)酶對木質(zhì)素的降解需要光照，同樣條件下，暗處木質(zhì)素降解率為9.57％，殘?jiān)w維素溶出量23.67mg/g，7月正午日光照射下，木質(zhì)素的降解率可達(dá)27.80％，殘?jiān)w維素溶出量104.4mg/g，分別是無光照時(shí)的2.9倍和4.4倍。與漆酶比較，木質(zhì)素降解率和殘?jiān)w維素溶出量分別高出60.2％和64.9％；但光反應(yīng)酶對木質(zhì)素的降解作用似乎沒有選擇性，在其適宜作用條件下，原料還原糖損失量達(dá)23.39mg/g原料，且隨木質(zhì)素降解率提高而增加

4、，正午日光光照下，原料還原糖損失量達(dá)28.96mg/g原料。
　　 (2)Mg2+、Fe2+、愈創(chuàng)木酚、苯酚和吐溫80對構(gòu)樹木纖維中木質(zhì)素的光促酶降解均有一定的促進(jìn)作用，終濃度為0.1mmol·L-1的Mg2+、Fe2+、愈創(chuàng)木酚、苯酚和0.1％的吐溫80對光反應(yīng)酶降解木質(zhì)素效率分別提高12.86％、9.83％、11.69％、21.69％和23.98％，殘?jiān)w維素溶出量分別提高18.8％、5.85％、23.15％、7.18％和2

5、6.82％，原料還原糖損失量分別提高13.3％、3.76％、10.0％、5.99％和27.15％。
　　 (3)漆酶對光反應(yīng)酶的降解具有明顯的促進(jìn)作用，漆酶-光反應(yīng)酶聯(lián)合處理時(shí)木質(zhì)素降解率為51.56％，顯著高出兩種酶單獨(dú)作用的降解效率，也明顯高出光反應(yīng)酶-漆酶聯(lián)合處理時(shí)的降解率40.03％，光反應(yīng)酶-雙氧水-Cu2+聯(lián)合處理時(shí)木質(zhì)素降解率為47.46％，高出二者單獨(dú)作用時(shí)的降解效率。聯(lián)合處理對殘?jiān)w維素的溶出也明顯的促進(jìn)作用。